[发明专利]一种壁厚可控镁合金细管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料及其加工技术领域，具体为一种壁厚可控镁合金细管及其制备方法。

背景技术

镁合金是实用金属中最轻的结构材料，除了具有密度低、比强度和比刚度高、机械加工性能优良等特点外，还具有良好的阻尼减震性能、抗冲击性能、导电导热性能及电磁屏蔽性能，已广泛应用于航空、航天、汽车以及3C等行业，已经成为继钢铁、铝合金之后第三大金属结构材料。镁合金具有密排六方结构，室温下滑移系少，导致其塑性较差，加工困难。目前，大多数实用的镁合金制品均采用铸造方法生产，特别是压铸件居多。然而，镁合金铸件的力学性能达不到某些应用的需求并且铸造组织容易产生缺陷，另外，铸造工艺也局限了产品的形状与尺寸。这些因素极大地限制了镁合金的应用。镁合金经过变形之后强度和塑性得到明显的提高，并且，变形工艺增加了制件形式，扩大了镁合金的应用范围。因此，变形镁合金已成为研究的热点，受到越来越多的关注。但是，由于镁合金的特殊结构，导致其变形比较困难，需要对镁合金的变形特点与变形工艺进行细致的研究，开发出适合镁合金的变形加工工艺。

变形镁合金广泛应用于汽车、航空航天、国防军工、生物医用、电子及其他民用领域。变形镁合金作为结构件应用于各个领域能够减轻设备重量，减少能源消耗，并且具有良好的机械性能。镁合金管材作为一种变形镁合金在汽车、航空航天、生物医用、军工等领域也具有广泛的应用。采用挤压工艺制备管材能够提高原料利用率，并且制得的管材表面质量好，组织均匀，机械性能优良。但是，镁合金管材的质量受到挤压工艺(挤压温度、挤压比、挤压速度)以及合金成分的影响。为了制备出质量优良的镁合金管材需要对镁合金的成分进行合理的设计和对成型工艺进行系统的研究。

发明内容

本发明的目的是针对现阶段镁合金管材挤压工艺的不足，提供一种壁厚可控镁合金细管及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的，

一种壁厚可控镁合金细管，其特征在于，该镁合金管材的规格为外径5～20mm，壁厚0.8～8mm。

一种壁厚可控镁合金细管，其特征在于，所述镁合金细管的力学性能为：抗拉强度≥210Mpa，屈服强度≥100Mpa，压扁强度≥600Mpa，伸长率≥10％。

制备上述壁厚可控镁合金细管，其特征在于，包括以下步骤：

(1)合金铸锭经过线切割、车削加工、打孔，得到空心圆柱坯料，其外径为30mm～50mm，中间通孔直径为4.5～6.5mm；

(2)将空心圆柱坯料放入箱式电阻炉内，进行400℃～500℃，1～24小时的固溶处理，采用温水(60℃～90℃)淬火；

(3)将挤压模具表面涂抹润滑剂后放入电阻炉内加热至400℃～480℃，然后放入空心圆柱坯料，保温3～10min(优选5min)，取出挤压模具与空心圆柱坯料，安装好，在250℃～450℃温度范围内挤压，挤压速度为1～10mm/s，挤压比在10～70之间，得到无缝挤压管；

(4)将无缝挤压管在箱式电阻炉内退火，退火温度为200℃～350℃，时间为5～30min，最终得到外径5～20mm，壁厚0.8～8mm的壁厚可控镁合金管材。

本发明的有益效果如下：

本发明利用热挤压工艺成功制备出不同壁厚的镁合金无缝管材，结合热处理工艺，最终获得性能优异的镁合金无缝管材。通过该工艺制得的镁合金细管组织均匀、力学性能优良、表面质量良好、尺寸精确，并且采用挤压工艺制备镁合金细管，加工成本低、效率高、材料利用率高，可大批量生产。该镁合金细管可以作为结构件应用于汽车、电子、航空航天等领域，也可以作为体内植入物应用于医学领域，如人工血管、血管连接环等，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为实施案例1中管材的实物图；

图2为实施案例3中管材的显微组织图，(a)横截面；(b)纵截面。

具体实施方式

以下结合具体的实施案例进一步说明本发明，指出的是：以下实施案例只用于说明本发明的具体实施方法，并不能限制本发明权利保护范围。

实施案例1

本实施案例涉及一种壁厚可控镁合金细管及其制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将Mg-1.84Zn-0.31Mn-0.18Ca合金铸锭进行线切割、车削加工、打孔，得到空心圆柱坯料，其外径为30mm，高15mm，中间通孔直径为6.5mm；

(2)将空心圆柱坯料放入箱式电阻炉内，进行400℃，10小时的固溶处理，采用温水(80℃)淬火；